본 연구에서는 리튬이온 전지용 실리콘 음극소재의 사이클 안정성 및 율속 특성 향상을 위해 다공성 실리콘/탄소 복합소재의 전기화학적 특성을 조사하였다. 나노 실리카 제조는 스토버 방법을 사용하고 교반 속도, 교반 온도 및 $NH_3$/TEOS 비율을 조절 하여 100~500 nm 크기의 구형 실리카를 합성하였다. 구형 나노 실리카의 마그네슘 열환원과 산처리 과정을 통해 다공성 실리콘을 얻고, 제조된 다공성 실리콘에 Phenolic resin을 탄소전구체로 사용하여 최종적으로 다공성 실리콘/탄소 활물질을 합성하였다. 또한 $LiPF_6$ (EC:DMC:EMC=1:1:1 vol%) 전해액에서 다공성 실리콘/탄소 음극소재의 충 방전, 순환전압 전류, 임피던스 테스트 등의 전기화학적 특성을 조사 하였다. 다공성 실리콘/탄소 복합소재의 음극활물질로서 코인 전지의 성능을 조사한 결과 초기용량 및 40사이클 용량 보존율은 각각 2,006 mAh/g, 55.4%를 나타내었다.
PDP(Plasma Display Panel)용 녹색 형광체인 $Zn_2SiO_4:Mn$ 형광체의 제조에 있어 콜로이드 분무 열분해법을 도입하고, $Zn_2SiO_4$ wellimite 결정의 $Si^{4+}$ 자리를 치환하는 $Gd^{3+}/Li^+$ 부활성제를 첨가하여 형광체의 발광특성을 향상시키고자 하였다. 14 nm 크기의 fumed silica 입자를 규소 전구체로 도입한 콜로이드 분무열분해법에 의해서 제조되어진 $Zn_2SiO_4:Mn$ 입자는 응집이 없는 구형의 형상, 작은 입자 크기 및 좁은 입도 분포를 가졌다. $Gd^{3+}/Li^+$ 함량은 $Zn_2SiO_4:Mn$ 형광체 입자의 발광특성에 영향을 끼쳤으며, 적정한 함량의 $Gd^{3+}/Li^+$ 부활성제를 첨가함으로써 진공 자외선하에서 형광체의 발광휘도를 향상시키고, 잔광시간을 크게 줄일 수 있었다. 분무 열분해법에 의한 $Gd^{3+}/Li^+$이 코도핑된 $Zn_2SiO_4:Mn$ 형광체 입자의 제조에 있어서 후열처리 온도는 형광체의 발광특성을 결정짓는 주요한 인자이다. 0.1 mol%의 $Gd^{3+}/Li^+$ 부활제를 포함하고 $1,145^{\circ}C$ 온도에서 소결된 $Zn_2SiO_4:Mn$ 형광체 입자는 상업용 형광체에 비해 5% 높은 발광 휘도과 5.7 ms의 잔광시간을 가졌다.
본 연구에서는 지하수 내의 BTEX 제거를 위한 흡착제로서 다양한 관능기화 메조포러스 실리카를 검토하였다. BTEX 물질로는 파라자일렌이 사용되었다. 관능기화 메조포러스 실리카는 공중합을 통해 MCM-41 기반 구조에 모노아민, 트리아민, 니트릴, 페닐, 옥틸기를 부착하여 합성되었다. 관능기화 메조포러스 실리카에서 파라자일렌 흡착 부위로 작용하는 부위는 Si-O-Si 결합, 계면활성제, 관능기인 것으로 사료된다. 관능기화 메조포러스 실리카의 자일렌 흡착능을 비교한 결과, 옥틸기를 부착한 경우에 MCM-41에 비해 자일렌 흡착능이 향상되었으며, 계면활성제로는 stearyltrimethylammonium chloride(STMACl)가 cetyltrimethylammonium bromide(CTMABr)에 비해 우수하였다. MCM-41을 기본 구조로, 옥틸기를 관능기로, STMACl을 계면활성제로 사용한 메조포러스 실리카는 $20^{\circ}C$에서 Langmuir model 상에서 최대 4.17 mmol/g의 최대 흡착량을 가질 것으로 평가되었으며, 이는 MCM-41에 비해 약 2.9배 높은 수치였다.
플라즈마 화학기상증착(PECVD)법을 이용하여 p-type Si(100) 웨이퍼에 Silicon Oxynitride(SiON) 후막을 SiH$_4$ , $N_2$O, $N_2$ 가스를 혼합하여 증착하였다. Prism coupler측정을 통해 SiON 후막의 굴절률 1.4620~1.5312을 얻었으며, rf power가 180 W에서 5.92$\mu$m/h의 증착률을 나타내었다. 증착변수에 따른 화학적 조성의 영향은 X-ray Photoelectron Spectroscopy(XPS) 을 통하여 관찰하였다. 또한, SiON 후막 증착후에 $1.5\mu$m 부근의 흡수띠를 제거하기 위해 105$0^{\circ}C$의 $N_2$ 분위기에서 2시간 동안 열처리를 행하였다.
Kim, Dae Han;Sim, Jong Ki;Seo, Hyun Ook;Jeong, Myung-Geun;Kim, Young Dok;Lim, Dong Chan;Kim, Sang Hoon
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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pp.166-166
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2013
Mesoporous $SiO_2$-supported Ni catalysts (Ni/$SiO_2$ and Ni/$TiO_2$/$SiO_2$) were fabricated by atomic layer deposition (ALD), and their catalytic activity and stability were investigated in carbon dioxide reforming of methane (CRM) reaction at $800^{\circ}C$ The Ni/$SiO_2$ catalysts showed high stability as a result of confinement of Ni particles with a mean size of ~10 nm within the pores of $SiO_2$ support. Besides, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) results showed that the Ni nanoparticles were partially buried inside the $SiO_2$ support. The strong interaction between Ni and the $SiO_2$ support could also be advantageous for long-term stability of the catalyst. In case of the Ni/$TiO_2$/$SiO_2$ catalyst, it was found that the catalytic activity of 10 nm-sized Ni nanoparticles was not much influenced by $TiO_2$ addition.
The fabrication procedure and characteristics of $Ta_2O_5/Al/SiO_2/p-Si$ MIS solar cells forming a fine grating pattern of aluminum evaporated on to p-type silicon crystal are discribed. The proper temperature for oxide growing of these cells was found to be about $450^{\circ}C$ for 20 minutes with oxygen flow. The conversion efficiency increased about 3% after $750{\AA}$ thickness of tantalium silica film spin on anti-reflective coating. The best results showed that $V_{oc}=0.545V,\;J_{sc}=34mA$ and F.F = 0.65, which represent that the conversion efficiency is 12%.
By sol-gel method, we have fabricated silica-titania hybrid film using silane treated colloidal $TiO_2$ and characterized the film through FT-IR, TGA, UV-VIS and AFM. The silica-titania hybrid film showed Ti-O-Si chemical bond at FT-IR peak of $910{\sim}940cm^{-1}$. The fabricated hybrid film showed thermal stability of around $350^{\circ}C$(5wt% loss temperature) and transparency more than 90%. In addition, the good surface smoothness was confirmed by AFM. Therefore, the silica-titania hybrid film with outstanding properties can be potential for application in electronics and displays.
Monodisperse spherical $SiO_2$ particles of various sizes ($\sim$350 nm and $\sim$800 nm) and size distributions were synthesized from TEOS and MTMS. The particle size and size distribution were controlled by changing the volume ratio of water to ethanol and the reaction temperature. Narrow-sized $SiO_2$ particles with $\sim$3% size distribution were obtained. Self-assembly of the $SiO_2$ particles for photonic crystals were performed by the solvent evaporation method. The number of ordered $SiO_2$ layers can be controlled by changing the amount of the dispersed $SiO_2$ volume fraction in the solvent.
Light-emitting chromophores have been separated from silica spheres modified the surface with 3-(trimethoxysilyl)propylmethacrylate (TMSPM). The photoluminescence characteristics of the chromophores were investigated with various excitation wavelengths. The TMSPM was attached to the surface of silica spheres at $75^{\circ}C$. Large number of round shaped particles of the TMSPM was on the surface of silica spheres after 3 h reaction. The TMPSM was completely covered on the surface of the spheres after 6 h reaction. The surface modified silica spheres were soaked into acetone and stored for 20 days at ambient condition. The solution color slowly changed from light yellow to deep yellow with the increase of the storing time. The FTIR absorption peaks at 3348, 2869, 2927, 1715, 1453/1377, 1296, and $1120cm^{-1}$ represent C-OH, $R-CH_3$, $R_2-CH_2$, -C=O, C-H, C=C-H, and Si-O-Si absorption, respectively. The FTIR absorption peak at $1715cm^{-1}$ representing the ester -C=O stretching vibration for silica spheres stored for 20 days was increased compared with the spheres without aging. The UV-visible absorption peaks were at 4.51 eV (275 nm) and 3.91 eV (317 nm). There were two luminescence peaks at 2.51 eV (495 nm) and 2.25 eV (550 nm). The emission at 2.51 eV was dominant peak when the excitation energy was higher than 2.58 eV, and emission at 2.25 eV became dominant peak when the excitation energy was lower than 2.58 eV.
The artificial shells of hard inorganic nanocomposites on individual cells would protect the cells physically and chemically, and control cell division. These emerging properties could be combined with cell-surface functionalizations for applications to cell-based sensors and assays as well as for fundamental studies on single-cell biology. In this work, individual Chlorella cells were encapsulated within a silica/titania nanocomposite shell in a biocompatible fashion that utilized a designed peptide, RKKRKKRKKRKKDDDDDDDD, as a catalytic template for formation of both $SiO_2$ and $TiO_2$ on the cell surface. The cell viability was maintained, and the division of the encapsulated Chlorella cells was controlled. The cell viability was enhanced compared with the $TiO_2$-shell formation. In addition, the incorporation of $TiO_2$ to the shell made it possible to anchor the ligands of interest to the shell via catechol chemistry. All in all, the combination of biological $SiO_2$ and abiolgical $TiO_2$ for the shell formation gave more tunability of the artificial shells compared with the $SiO_2$ or $TiO_2$ shells only.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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